[发明专利]一种多级矿浆分解电积槽及分解电积联合工艺

说明书

技术领域

本发明涉及金属的湿法冶炼技术领域，尤其涉及一种多级矿浆分解电积槽及其应用于水钴矿的分解电积联合工艺。 

背景技术

一般的铜和钴湿法冶金中，对矿物的分解和电积是在两套设备中完成的。首先是在分解槽中对矿物的分解，在压滤机里过滤之后得到含铜和钴的分解液；之后在电积槽中进行电积，提取铜。电积液再返回分解槽中用于对矿物的分解。这条工艺的设备多，流程长，而且电积液还要定期除铁锰。相对来说工艺比较复杂，维护困难成本高。 

针对钴品位较低的水钴矿，常规的基本流程为：浸出-压滤机过滤-铜萃取-得到钴液和铜液。钴液净化处理后制取钴产品，铜液去电积制取电解铜，其基本设备配制如附图1所示。先用硫酸浸出分解，将钴铜全部浸出进入溶液中，然后用铜萃取剂将铜萃取出来，之后再电积出电解铜。该过程由于矿中的钴含量较低，造成钴液的浓度很低，浸出液的钴含量也就偏低，工艺流程长，生产成本也较高。采用这种常规工艺制取的钴产品的产量很低，生产效率低下。 

由于矿物的品位低，导致分解浸出液中的钴含量很低，通常不超过10g/L。而杂质元素（如铁）的含量相对较高（铁可达到5g/L左右）。这样在净化除杂质的过程中，造成除杂质的费用很高。另外分解浸出所需的酸耗也会增加。由于所有被分解浸出的金属元素都是要消耗酸的，而浸出的有价金属少，杂质元素多，酸耗也随之升高。 

另外，水钴矿中含有的金属种类繁多，如何在节省资源的前提下，根据实际需要提取所需比例的矿物，这是常规的分解浸出工艺无法完成的。 

发明内容

为了克服上述所指的现有技术中的不足之处，本发明提供一种多级矿浆分解电积槽，将对矿物的分解和电积一次性完成，节省了设备及占地面积，减少了物料的转移量，提高了生产效率；还提供了一种利用该分解电积槽的分解电积联合工艺，以根据不同的浸出要求，提高浸出效果，达到合理浸出的目的，节省还原剂的用量，缩短工艺流程，从而降低生产成本。 

本发明是通过以下技术方案实现的：一种多级矿浆分解电积槽，各级均包括立方形电积室和立方形分解室，所述分解室内设置有提升搅拌桨,该分解室垂直下端设置有与之相连通的潜室，电积室顶端悬挂有电极板，所述电积室及分解室紧邻设置形成一体式结构，电积室与分解室之间垂直设置有溢流板。 

所述电极板与溢流板之间平行悬挂有将电极板与溢流板分隔开且平行于电极板的挡流板。 

所述电积室底部设置有带一定倾斜角度的矿渣导流斜板。该矿渣导流斜板在电积室长度方向及宽度方向上的倾斜度均大于15度且小于60度。 

电积室内靠近尾端处垂直设置有直角形电解液溢流管,该电解液溢流管的水平端与次一级的潜室或设在末级电积室外侧的电解液出口相连通。 

末级潜室外侧设置有与之相连通的进矿口,首级潜室外侧设置有与之相连通的电解液进入管,且首级电积室外侧设置有矿渣浆出口；各级潜室除末级外，均还与次一级的电积室相连通。 

本发明还包括以下技术方案：一种应用上述多级矿浆分解电积槽的分解电积联合工艺，以钴金属质量分数占1%-10%的水钴矿矿粉为原料，其步骤如下： 

步骤一，酸浸分解，取粒度小于100目的矿粉调制成矿浆后输入首级分解室中，往末级分解室加入0.05～0.25mol/L的硫酸溶液以使固液两相逆流，加入还原剂亚硫酸钠，控制液固比≥3，在常压、反应温度60～90℃条件下于各级分解室内充分搅拌混合、浸取0.5～3h；

步骤二，电积提铜，所述步骤一中浸出的矿浆溢流进入电积室且在电积室内固液粗分离成浆液和矿渣，矿渣进入次一级分解室进行次一级分解或者经矿渣浆出口排出，所述浆液实施电积提铜，电积过程中的电流密度为100～500A/m²，温度保持在常温～60℃；

步骤三，定期排出提铜后液，若该提铜后液的钴含量达到20g/L以上进入步骤四，否则提铜后液返回步骤一，与矿浆充分搅拌混合后用于酸浸；

步骤四，所述提铜后液进行净化处理后得到初步除铜后的钴液，所述排出的矿渣洗涤后集中储存，洗渣水返回酸浸。

所述还原剂亚硫酸钠采用工业级无水亚硫酸钠，其用量为矿粉中钴金属质量的0.6～0.8倍。 

所述酸浸分解中的硫酸溶液的用量为矿粉中钴金属质量的3～4倍。 

所述步骤三的提铜后液需补充硫酸，控制氢离子浓度在0.1～0.5mol/L之间再返回酸浸。